CC BY
5
¥¥¥¥¥¥¥¥¥ г/rrTPfr/if тргнмп!nizirs fi ргтшгл! рпшрмрмт^^^^^^^^^ё
lyvmlvmiii^ electrical technologies, electrical equipment
xxxxxxxx and power supply of the agro-industrial complex xxxxxxxx
Научная статья УДК 621.385.6
DOI: 10.24412/2227-9407-2023-12-60-73
Разработка и обоснование параметров установки с электрофизическими факторами воздействия для термообработки слизистых субпродуктов
Галина Владимировна Новикова11, Сергей Александрович Суслов2, Ольга Валентиновна Михайлова3, Марьяна Валентиновна Просвирякова4
12 3 Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, Княгинино, Россия 4Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева, Москва, Россия
1 [email protected],,https://orcid.org/0000-0001-9222-6450
2 [email protected]. ги, https://orcid. org/0000-0003-1189-8023
3 [email protected].т https://orcid.о^/0000-0001 -9231-4733
4prosviryakova. maryana@yandex. т, https://orcid. org/0000-0003-3258-260х
Введение. Статья направлена на решение научной проблемы - низкой энергоэффективности установок для термообработки слизистых субпродуктов путем разработки установки с электрофизическими факторами воздействия для термообработки с обеззараживанием и нейтрализацией запаха сырья. Целью настоящей работы является разработка и обоснование параметров установки для термообработки и сушки слизистых субпродуктов в непрерывном режиме в четырехгранном коническом резонаторе за счет комплексного воздействия озона, бактерицидного потока ультрафиолетовых лучей в ЭМПСВЧ. Решены научные задачи: исследования динамики нагрева слизистых субпродуктов; разработки цифровой модели установки с четырехгранным коническим резонатором; моделирования электродинамических процессов в резонаторе; вычисления собственной добротности и энергетических затрат на термообработку сырья.
Материалы и методы. Модель установки получена в Компас-3D V20, моделирование электродинамических процессов — с использованием CAD/CAE-системы CST Microwave Studio. Исследуемое сырье - книжка желудка КРС.
Результаты и обсуждение. Установка содержит четырехгранный конический резонатор, к наружной стенке которого установлен керамический электроприводной перфорированный диск с керамическими ножами, а на внутренней стенке вырезано окно и пристыкован неферромагнитный четырехгранный конический отсек. На торцевых стенках резонатора размещены стационарные ножи, а на основании отсека установлена загрузочная емкость, со шредером. Под основанием отсека расположены бактерицидные лампы с источниками надтональ-ной частоты с соприкосновением с неферромагнитными коронирующими иглами. На нижнем основании резонатора установлен фторопластовый спиральный электроприводной шнек.
Заключение. Установка с тремя СВЧ-генераторами мощностью 3,3 кВт, производительностью 37,6 кг/ч сможет варить, высушить, обеззараживать и нейтрализовать запах сырья, образующийся при тонком измельчении в непрерывном режиме, при энергетических затратах 0,15 кВт ч/кг. При размерах резонатора с объемом 0,0505 м3 и площадью поверхности 1,185 м2 собственная добротность составляет 50534, а напряженность электрического поля в резонаторе 4-5 кВ/см.
Ключевые слова: бактерицидные лампы, керамический диск с ножами, нейтрализация запаха, озонирование, четырехгранный конический резонатор
© Новикова Г. В., Суслов С. А., Михайлова О. В., Просвирякова М. В., 2023
Аннотация
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License. The content is available under Creative Commons Attribution 4.0 License.
60
XXXXXXXXXX электротехнологии, электрооборудование XXXXXXXXXX
XXXXXXX и энергоснабжение агропромышленного комплекса XXXXXXX
Для цитирования: Новикова Г. В., Суслов С. А., Михайлова О. В., Просвирякова М. В. Разработка и обоснование параметров установки с электрофизическими факторами воздействия для термообработки слизистых субпродуктов // Вестник НГИЭИ. 2023. № 12 (151). С. 60-73. DOI: 10.24412/2227-9407-2023-12-60-73
Development and justification of installation parameters with electrophysical factors of influence for heat treatment of mucous by-products
Galina V. NovikovalB, Sergey A. Suslov2, Olga V. Mikhailova3, Mariana V. Prosviryakova4
12 3 Nizhny Novgorod State Engineering and Economic University, Knyaginino, Russia 4 RUSSIAN State Agrarian University - Timiryazev Moscow Agricultural Academy, Moscow, Russia 1 [email protected]^, https://orcid.org/0000-0001-9222-6450 [email protected], https://orcid.org/0000-0003-1189-8023 [email protected] https://orcid.org/0000-0001 -9231-4733 [email protected], https://orcid.org/0000-0003-3258-260x
Abstract
Introduction. The article is aimed at solving the scientific problem of low energy efficiency of installations for heat treatment of mucous by-products by developing an installation with electrophysical factors of influence for heat treatment with disinfection and odor neutralization of the raw material. The purpose of this work is to develop and justify the parameters of the installation for heat treatment and drying of mucous by-products in continuous mode in a four-sided conical resonator through the complex impact of ozone, bactericidal flow of ultraviolet rays in the microwave range. The following scientific tasks have been solved: studying the dynamics of heating mucous by-products; developing a digital model of the installation with a four-sided conical resonator; modeling of electrodynamics processes in the resonator; calculating the intrinsic quality factor and energy costs for heat treatment of the raw material. Materials and methods. The installation model was obtained in Compas-3D V20, and the modeling of electrodynam-ic processes was done using the CAD/CAE system CST Microwave Studio. The raw material under study is a book of the stomach of cattle.
Results and discussion. The installation consists of a four-sided conical resonator, on the outer wall of which a ceramic electrically driven perforated disk with ceramic blades is installed, and a non-ferromagnetic four-sided conical compartment is cut out and attached to the inner wall. Stationary knives are placed on the end walls of the resonator, and a loading capacity with a shredder is installed on the base of the compartment. Under the base of the compartment, bactericidal lamps with sources of supratonal frequency are placed with contact with non-ferromagnetic corona needles. A fluoroplastic spiral electrically driven auger is installed on the lower base of the resonator. Conclusion. The installation with three 3,3 kW microwave generators, with a capacity of 37,6 kg/h, will be able to cook, dry, disinfect, and neutralize the odor of the raw material formed during fine grinding in continuous mode, with energy consumption of 0,15 kWh/kg. With resonator dimensions of 0,0505 m3 volume and 1,185 m2 surface area, the intrinsic quality factor is 50534, and the electric field intensity in the resonator is 4-5 kV/cm.
Keywords: tetrahedral conical resonator, ceramic disc with knives, bactericidal lamps, ozonation, odor neutralization
For citation: Novikova G. V., Suslov S. A., Mikhailova O. V., Prosviryakova M. V. Development and justification of installation parameters with electrophysical factors of influence for heat treatment of mucous by-products // Bulletin NGIEI. 2023. № 12 (151). P. 60-73. DOI: 10.24412/2227-9407-2023-12-60-73
Введение
В настоящее время на предприятиях мясной промышленности для термообработки мясных слизистых субпродуктов (мясо, не пригодное в пищу и забракованное при ветеринарно-санитарной после-убойной экспертизе туш скота, в частности часть
желудка КРС - книжка) используют разные аппараты. Это аппараты, работающие по способу прямого контакта (с барботером и мешалкой, измельчитель-ные щеточного и центробежного типа, автоклавы), и аппараты, работающие по способу непрямого контакта. Но все эти аппараты работают в цикличе-
i electrical technologies, electrical equipment and power supply of the agro-industrial complex
ском режиме. При непосредственном контакте мясного сырья с острым паром ухудшается кормовая ценность жира и шквары. Процессы термообработки слизистых субпродуктов, обладающих неприятным запахом, с помощью вышеуказанных аппаратов энергоемки, связаны с потреблением большого количества электроэнергии, пара и воды, а самое главное, не обеспечивают нейтрализацию неприятного запаха. Расход на переработку 1 т сырья: пара 600-800 кг, воды 11-22 м3, мощность привода мешалки 29,5 кВт^ Известны электро-волновые технологии и оборудование, но для утилизации и обеззараживания производственных отходов [1; 2].
Известны СВЧ-установки с разными конструктивными исполнениями резонаторов для термообработки мясного сырья в непрерывном режиме [3; 4; 5; 6; 7]. Известна СВЧ-установка с бикониче-ским резонатором и пакетами тарелок для термообработки и обеззараживания мясокостных отходов в непрерывном режиме с сохранением кормовой ценности продукта (патент № 2803127). Она содержит в биконическом резонаторе соосно расположенные внешний и внутренний пакеты фторопластовых тарелок в виде усеченных конусов. Недостаток - в установке не предусмотрены источники электрофизических факторов, обеспечивающие нейтрализацию неприятного запаха при переработке сырья.
Нами проанализировано оборудование другой отрасли [8; 9] для выяснения, как решены в них инженерные задачи, с тем, чтобы при разработке установки с электрофизическими факторами воздействия можно было реализовать оригинальные узлы. Например, аналогом по конструкции основных узлов является шелушитель, который предназначен для обрушивания хлопковых семян разрезанием и ска-лыванием2 Он содержит подвижный и неподвижный диски с ножами, загрузочную емкость с ворошителем. Между подвижными и неподвижными ножами образован конический зазор, являющийся рабочей зоной установки. Подвижный диск вместе с валом и подшипниками может перемещаться в осевом направлении для изменения зазора рабочей зоны.
Научная проблема - низкая энергоэффективность установок для термообработки мясных ветеринарных отходов, обладающих неприятным запахом. Проблема решается путем разработки установки с электрофизическими факторами воздействия, позволяющими провести термообработку с обеззараживанием и нейтрализацией неприятного запаха сырья в радиогерметичном четырехгранном кони-
ческом резонаторе за счет комплексного воздействия озона, бактерицидного потока ультрафиолетовых лучей в электромагнитном поле сверхвысокой частоты.
Целью настоящей работы является разработка и обоснование параметров установки непрерывно -поточного действия с радиогерметичным четырехгранным коническим резонатором, обеспечивающим комплексное воздействие озона, бактерицидного потока ультрафиолетовых лучей в электромагнитном поле сверхвысокой частоты для термообработки слизистых субпродуктов с обеззараживанием и нейтрализацией неприятного запаха.
Научные задачи: исследовать динамику нагрева слизистых субпродуктов; разработать цифровую модель установки с четырехгранным коническим резонатором; смоделировать электродинамические процессы в резонаторе и вычислить его собственную добротность; определить энергетические затраты на термообработку слизистых субпродуктов.
Материалы и методы
Модель установки с четырехгранным коническим резонатором построена в программе Компас -3D V20, моделирование электродинамических процессов в нем получено с использованием CAD/CAE-системы CST Microwave Studio [10].
Критериями проектирования установки с источниками электрофизических факторов воздействия служили: высокая напряженность в резонаторе и дифракция излучения через загрузочное отверстие в неферромагнитный отсек для усиления мощности электрогазоразрядных бактерицидных ламп; тонкое измельчение и витание сырья при воздействии ЭМПСВЧ. Электромагнитная безопасность при обслуживании установки непрерывно-поточного действия достигается за счет использования шредера в загрузочной емкости и спирального шнека, диаметром витка не более четверти длины волны (3,08 см) при выгрузке продукта через окно. Исследуемым сырьем являются слизистых субпродуктов, в частности - одна из камер желудка крупного рогатого скота (КРС) — книжка. Для замера температуры нагрева сырья использовали инфракрасный термометр (пирометр) с лазерным указателем Testo 845 и тепловизор (FLIRi335). В объемном резонаторе предусмотрены электрогазоразрядные лампы (рис. 1), запитанные от генераторов надто-нальной частоты, мощностью 30 Вт. Частота им-пульсно-моделированных высокочастотных колебаний 22 кГц.
XXXXXXXXXX электротехнологии, электрооборудование XXXXXXXXXX
XXXXXXX и энергоснабжение агропромышленного комплекса XXXXXXX
Рис. 1. Электрогазоразрядная лампа, запитанная от генератора надтональной частоты Fig. 1. An electric gas discharge lamp powered by a super tonal frequency generator Источник: фото сделано авторами
Результаты и обсуждение
Предварительно изученные результаты исследования процесса микроволновой сушки органических отходов [11; 12; 13] и изменения биологической ценности вторичного сырья при СВЧ-нагреве [14] позволили реализовать технологию варки и сушки книжки желудка КРС. Для этого проведены исследования динамики нагрева измельченной
книжки в ЭМПСВЧ (рис. 2). Проведенные результаты показывают, что сырье в ЭМПСВЧ, при мощности генератора 4,25 Вт/г, за 5 мин. (0,0354 кВт-ч/кг) температура сырья составляет 96-97 °С (рис. 2, д). Значит, такое сырье можно высушить при минимальных энергетических затратах, так как влажность сырья невысокая (46-55 %), а содержание жира 2-2,3 %3.
г / d д / e е /f
Рис. 2. Хронометраж исследования температуры нагрева книжки КРС: а - исходное сырье - книжка; б - нагретое до 40 °С в ЭМПСВЧ сырье без измельчения; в - сырье после термообработки без измельчения, 5 мин., 4,25 Вт/г, температура 92,5 °С; г - измельченная высушенная в ЭМПСВЧ книжка, температура 96,9 °С (показания тепловизора FLIRi335); д - измельченная высушенная в ЭМПСВЧ книжка, температура 75,4 °С (показания Testo 845); е - измельченная высушенная в ЭМПСВЧ книжка Fig. 2. Timing of the study of the heating temperature of the cattle book: a - the raw material is a book; b - the raw material heated to 40 °C in the EMPSWH without grinding; c - the raw material after heat treatment without grinding, 5 min, 4.25 W/g, temperature 92.5 °C; d - crushed dried in the EMPSWH book, temperature 96.9 °C (FLIRi335 thermal imager readings); e - crushed EMPSWH dried book, temperature 75.4 °C (Testo 845 readings); f - crushed EMPSWH dried book Источник: фото получены в ходе проведения экспериментов
В связи с этим разработана установка с электрофизическими факторами воздействия для термообработки слизистых субпродуктов в непрерывном режиме, позволяющая не только варить их измель-
ченными, но и при необходимости высушить измельченную книжку. Установка (рис. 3, заявка на изобретения № 2023130955) содержит неферромагнитный резонатор в виде четырехгранной кониче-
i electrical technologies, electrical equipment and power supply of the agro-industrial complex
ской призмы 7, на верхнем основании 8 которой равномерно размещены магнетроны 9 воздушного охлаждения с волноводами и вентиляторами. С внутренней стороны наружной стенки 10 резонатора по
центру установлен керамический электроприводной диск 12 с радиально расположенными керамическими ножами 13 на лицевой поверхности, перемещающийся вместе с валом 14 в осевом направлении.
г / d д / e е /f
Рис. 3. 3Б-модель установки с источниками электрофизических факторов для термообработки слизистых
субпродуктов в непрерывном режиме: а - общий вид; б - общий вид в разрезе, с позициями; в - четырехгранный конический резонатор; г - четырехгранный конический отсек; д - керамический диск; е - спиральный шнек; 1 - загрузочная емкость с задвижкой; 2 - шредер; 3 - четырехгранный конический отсек; 4 - основание отсека; 5 - неферромагнитные коронирующие иглы; 6 - бактерицидные лампы с источниками
надтональной частоты; 7 - четырехгранный конический резонатор; 8 - верхнее основание резонатора; 9 - магнетроны; 10 - наружная стенка резонатора; 11 - загрузочное окно; 12 - керамический диск с ножами; 14 - фторопластовый вал электропривода; 15 - нижнее основание резонатора; 16 - фторопластовый спиральный шнек; 17 - приемная емкость; 18 - стальные стационарные ножи Fig. 3. 3D-model of the installation with sources of electro-physical factors for the thermal treatment of mucous by-products in continuous mode: a - general view; b - general view in section, with positions; c - tetrahedral conical resonator; d - tetrahedral conical compartment; e - ceramic disk;f- spiral screw; 1 - loading container with a valve;
2 - shredder; 3 - tetrahedral conical compartment; 4 - compartment base; 5 - non-ferromagnetic corona needles; 6 - bactericidal lamps with sources of supratonal frequency; 7 - tetrahedral conical resonator; 8 - the upper base of the resonator; 9 - magnetrons; 10 - the outer wall of the resonator; 11 - loading window; 12 - ceramic disc with knives; 14 - fluoroplastic shaft of the electric drive; 15 - lower base of the resonator; 16 - fluoroplastic spiral screw;
17 - receiving tank; 18 - steel stationary knives Источник: разработано авторами в программе Компас-3D V20
электротехнологии, электрооборудование) и энергоснабжение агропромышленного комплекса'
На внутренней стенке резонатора вырезано окно 11, на уровне которого пристыкован неферромагнитный четырехгранный конический отсек 3 так, что его основание 4 расположено на уровне верхнего основания резонатора 7. На торцевых стенках конического резонатора, с внутренней стороны, по всей ширине размещены стальные стационарные ножи 18. На основании 4 неферромагнитного четырехгранного конического отсека установлена неферромагнитная загрузочная емкость 1 с задвижкой, внутри которой расположен шредер 2. Под основанием 4 отсека 3 по краям расположены электрогазоразрядные лампы 6 бактерицидного потока УФ-лучей с источниками надтональной частоты с соприкосновением с неферромагнитными ко-ронирующими иглами 5, расположенными на внутренней стороне основания 4. Коническая часть резонатора отсечена и содержит нижнее основание 15 с выгрузным отверстием, над которым установлен фторопластовый спиральный электроприводной шнек 16. Неферромагнитная приемная емкость 17 расположена под выгрузным отверстием.
Технологический процесс происходит следующим образом. Загрузить мясные конфискаты в неферромагнитную загрузочную емкость 1 при закрытой неферромагнитной задвижке. Включить электропривод (фторопластовый вал 14) керамического диска 12 с радиально расположенными керамическими ножами 13 и электропривод фторопластового спирального шнека 16. Включить источники надто-нальной частоты (110 кГц), после чего загораются электрогазоразрядные лампы 6 бактерицидного потока УФ-лучей и начинают коронировать при соприкосновении с неферромагнитными иглами 5. Выделяется озон, который распространяется в коническом отсеке 3 и через загрузочное окно 11 распространяется и в коническом резонаторе 7. Далее открыть задвижку в неферромагнитной загрузочной емкости и включить электропривод шредера 2, который измельчает сырье и равномерно загружает его в конический отсек 3, откуда измельченное сырье через загрузочное окно попадает в неферромагнитный четырехгранный конический резонатор 7. Одновременно включить вентиляторы и магнетроны 9 воздушного охлаждения (сверхвысокочастотные генераторы). В коническом резонаторе возбуждается электромагнитное поле сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ, частота 2450 МГц, длина волны 12,24 см, глубина проникновения волны 1,7-11,2 см, в зависимости от вида сырья)4.
За счет дипольной поляризации в сырье выделяется теплота5. Энергия, затрачиваемая на поляризацию частиц сырья, генерируется в нем в виде теплоты, сырье интенсивно, в зависимости от диэлектрических параметров компонентов сырья (фактора диэлектрических потерь), и равномерно нагревается. Количество теплоты, выделяемое в единице объема сырья, зависит от напряженности электрического поля в неферромагнитном четырехгранном коническом резонаторе, где возбуждается стоячая волна. Причем происходит электромагнитное излучение через загрузочное окно в неферромагнитный четырехгранный конический отсек 3, поэтому электрогазоразрядные лампы загораются сильнее, сильнее происходит ко-ронирование и выделение озона повышенной концентрации. Это обеспечивает нейтрализацию неприятного запаха сырья, который, попадая в неферромагнитный четырехгранный конический резонатор, тонко измельчается радиально расположенными керамическими ножами 13 на керамическом электроприводном диске 12 и стальными стационарными ножами 18 при термообработке в ЭМПСВЧ. Сырье за счет центробежной силы отбрасывается с керамического электроприводного диска 12 к торцевым стенкам четырехгранного конического резонатора 7, попадая на лезвия стальных стационарно расположенных ножей 18, измельчается. Далее тонко измельченная шквара и расплавленный жир попадают в сужающийся зазор (коническую часть резонатора), где напряженность электрического поля выше, чем под магнетронами, шквара и жир обеззараживаются. Керамический диск 11 с радиально расположенными керамическими ножами одновременно выполняет функцию диссектора и концентрирует энергию ЭМПСВЧ на сырье, обладая малыми потерями.
Расплавленный жир и шквара, попадая во фторопластовый спиральный электроприводной шнек 16, перемещаются в сторону выгрузного окна и выгружаются в неферромагнитную емкость 17. Электромагнитная безопасность обслуживающего персонала обеспечивается, так как размеры выгрузного окна менее четверти длины волны, а в загрузочной емкости излучение ограничивает шредер. В конструкции резонатора имеется загрузочное окно 11. Следовательно, появится дифрагированное электромагнитное поле [15; 16] в неферромагнитном четырехгранном коническом отсеке. Электромагнитная волна в четырехгранном коническом резонаторе 7 падает на внутреннюю стенку. Поляризация падающей электромагнитной волны такова,
i electrical technologies, electrical equipment and power supply of the agro-industrial complex
что комплексная амплитуда вектора напряженности электрического поля зависит от постоянной распространения волны и от выбранной системы координат. Задача сводится к нахождению решения уравнения Гельмгольца в полупространстве с определенными граничными условиями на плоскости. Решение уравнения Гельмгольца будет в виде сложной функции. Мы воспользовались проведением
моделирования электродинамических процессов с использованием CAD/CAE-системы CST Microwave Studio [17] и определением рациональных электродинамических параметров, а именно: напряженность электрического (В/м) и магнитного (А/м) полей, поверхностный ток, А/м, энергия электрического поля (Дж/м3), энергия магнитного поля и собственная добротность резонатора(рис. 4).
9
Рис. 4. Результаты компьютерного моделирования электродинамических процессов (мода 1): 1 - распределение электромагнитного поля по координатам х, у, z; 2 - напряженность электрического поля, В/м; 3, 4 - напряженность магнитной составляющей, А/м; 5, 6 - Е-энергия, Дж/м3, 7, 8 - Н-энергия, Дж/м3, 9 - собственная добротность резонатора Fig. 4. Results of the study of the electrodynamic parameters of the «generator-resonator» system (mode 1): 1 - distribution of the electromagnetic field along the coordinates x, y, z; 2 - electric field strength, V/m; 3, 4 - magnetic component strength, A/m; 5, 6 - E-energy, J /m3, 7, 8 - N-energy, J /m3, 9 - own Q-factor resonators Источник: разработано с использованием CAD/CAE-системы CST Microwave Studio
5
6
7
8
Результаты моделирования показывают, что при размерах четырехгранного конического резонатора с объемом (0,0515 м3) и площадью поверхности (1,185 м2) собственная добротность составляет 60000, напряженность электрического поля в средней и ко-
нической части резонатора, где основная часть сырья подвергается воздействию ЭМПСВЧ, составляет в пределах 4-7 кВ/см, под верхним основанием достигает до 10-15 кВ/см. Через окно, предназначенное для загрузки измельченного сырья, происходит излу-
электротехнологии, электрооборудование) и энергоснабжение агропромышленного комплекса'
чение в неферромагнитный отсек, напряженностью электрического поля в среднем 4-5 кВ/см.
При такой напряженности электрического поля следует ожидать увеличение бактерицидного потока электрогазоразрядными лампами, усиление коронного разряда, а следовательно, увеличение концентрации озона в неферромагнитном четырехгранном отсеке, где измельченное сырье сначала подвергается комплексному воздействию электрофизических факторов, позволяющих нейтрализовать неприятный запах и частично снизить бактериальную об-семененность сырья. Далее частично обеззараженное сырье вторично подвергается комплексному воздействию озона и электрического поля, более высокой напряженности (10-15 кВ/см). Все это позволит провести термообработку сырья с высокой интенсивностью, обеззараживать его до ПДУ 500 тыс. КОЕ/г и нейтрализовать неприятный запах.
Конструктивные размеры резонатора для возбуждения ЭМП резонансной частоты согласованы с длиной волны. Размеры основания должны быть кратными половине длины волны (длина волны 12,24 см). Рекомендуют, чтобы высота призмы в 5-6 раз превышала длину волны генератора.
Поэтому высоту приняли равной 6-кратной длине волны (12,24-6 = 73,44 см). Проведен расчет собственной добротности четырехгранного конического резонатора путем вычисления объема (V, м3) и площади поверхности стенок алюминиевого резонатора (5", м2), учитывая толщину скин-слоя (А = 1,72 мкм)3, при частоте 2450 МГц. Собственную добротность резонатора вычисляли по формуле:
б = 2-V / 5-А. (1)
Площадь поверхности четырехгранного конического резонатора определяли как сумму площадей граней при размерах, указанных на рис. 5.
Рис. 5. Четырехгранный конический резонатор Fig. 5. Tetrahedral conical resonator Источник: разработано с использованием CAD/CAE-системы CST Microwave Studio
SI = 24,48-48,96 =1198,54 см2; S2 = 85,68-48,96 = = 4194,89 см2; S3 = 48,96-89,11 = 4362,89 см2;
I = 724,482 + 85,682 = 89,11 см; 54 = = 0,5-24,48-85,68 = 1048,72 см2.
Площадь загрузочного окна (11, рис. 3) составляет 3,06-48,96 = 149,82 см2.
Sобщ =1198,54 + 4194,89 + 4362,89 + 1048,72 + + 1048,72-149,83 = 11704 см2.
Объем четырехгранного конического резонатора:
V = 0,5-57-85,68 = 0,5-1198,54-85,96 = 51513,25 см3.
Собственная добротность четырехгранного конического резонатора:
'"2 VV / 5 общ ^^ (2)
= 2 - 0,0515 ^1,17 -1,72 -106 = 51183.
Расчеты показывают, что собственная добротность четырехгранного конического резонатора с такими размерами составляет 51183. По результатам компьютерного моделирования электродинамических процессов (рис. 4, позиция 9) собственная добротность составляет 59833. Отклонение на 14,4 % связано с тем, что объем и площадь поверхности конической части резонатора, усеченного на глубину 3,06 см, не учтены.
С учетом результатов проведенных исследований динамики нагрева измельченной книжки провели анализ существующих технических средств, функционирующих для сушки мясного сырья. Известно, что измельченное мясное сырье сушат в установках барабанного, шнекового, роторного типов, при температуре воздуха 65-90 °С с механическим перемешиванием. Например, обезжиренную шквару сушат в установке Я5-ФДБ, содержащей теплогенератор, сушильный агент (газ) и систему очистки отходящих газов. Шквару шнеком подают в камеру, где измельчают дробилкой, и подают в сушилку, где высушивают во взвешенном состоянии, и высушенные частицы попадают в циклон. Вследствие тонкого измельчения и перемешивания сырья, повышения температуры воздушной смеси сушка протекает интенсивно, что повышает качество конечного продукта. Расход электроэнергии 0,0623 кВт-ч /кг, природного газа 70 м3/ч^
При использовании вентилятора для вытяжки влажного воздуха определенной мощности разработанная нами установка (рис. 3) может функционировать как сушилка тонко измельченной книжки. Для этого предусмотрен пустотелый фторопластовый вал для привода съемного керамического диска,
i electrical technologies, electrical equipment and power supply of the agro-industrial complex
но уже перфорированного. Через перфорацию в керамическом диске и пустотелый вал удаляют влажный воздух, а высушенный продукт спиральным шнеком выгружают в приемную емкость.
Применение движения сырья через объемный резонатор позволяет существенно увеличить производительность установки и сохранить потребительские показатели продукта.
Для равномерной подачи измельченных шредером слизистых субпродуктов в четырехгранный конический резонатор предусмотрено окно на внутренней стенке. Циркуляция воздуха осуществляется вытяжным вентилятором через шредер, окно и полый вал (закрытый мелкоячеистой диэлектрической сеткой) электропривода перфорированного керамического диска, способствует не только равномерному распределению сырья в объеме резонатора, но и удалению влаги.
Известно, что из-за неравномерности распределения источников тепла, вызванной неравномерностью напряженности электрического поля в резонаторе, нагрев сырья протекает неравномерно [18; 19; 20]. В разработанном четырехгранном коническом резонаторе равномерность нагрева сырья обеспечивается за счет вращения керамического диска, который одновременно концентрирует электрическое поле и выполняет функцию диссектора. В реальных условиях имеет место изменение фактора потерь сырья в зависимости от температуры и влажности. Это может привести к перегреву сырья в одном месте и недостаточному нагреву в другом.
Удельная мощность, выделяющаяся в виде тепла в единице объема сырья, находящегося в ЭМПСВЧ, выражается уравнением6:
Р = 0,555 • k • f ■ Е2, Вт/см3, (3) где f - частота ЭМП, МГц; к - фактор диэлектрических потерь сырья (книжка желудка КРС, к = 15-17); Е - напряженность электрического поля, кВ/см (5 кВ/см).
Р = 0,555 • 17 • 2450 • 52 = 577894 ВТ м3.
Продолжительность нагрева сырья до 100 °С:
Т ■р■с 100-1020■2300
Ат =—-— =-=
Р577894-0,73
= 556 с = 9,3 мин = 0,154 ч, где Т - температура, °С; р - плотность сырья, кг/м3; с - теплоемкость, кДж /кг °С; Р - мощность Вт/м3; п - термический КПД.
Значит, в резонаторе необходимо обеспечить удельную мощность генератора 0,57 Вт/г, тогда при общей мощности трех генераторов 3,3 кВт и единовременной загрузке сырья 5,79 кг (3,3^0,57 = 5,79 кг) производительность установки составит 5,79 ^ 0,154 = 37,6 кг/ч. Удельные энергетические затраты 0,0877 кВт-ч/кг.
Расход сырья через загрузочное окно на стенке четырехгранного резонатора можно определить по формуле7:
Ц = к-Ар + к = + 2-Ь-Р2, (4) где к — коэффициент, зависящий от геометрии сечения окна; Ар — приращение давления, Па (0,0132-10-5 Па); ¡л - вязкость сырья, Па-с, [(4,2-5,8)-10-5 Па-с]; ^ - площадь окна, м2; Ь - длина окна, м; Р - периметр сечения окна, м (размеры указаны при расчете собственной добротности резонатора).
к = (3,06 • 48,96)3 / 2 48,96 4 (3,06 + 48,96)2 = 3,17.
Ц = к-Ар + ^ = 3,17-0,0132-10~5 ч-4,2-10~5 = = 0,0102 кг / с = 36,68 кг / ч.
Производительность установки составляет 37,6 кг/ч, следовательно, расход сырья через окно удовлетворяет требованиям, если приращение давления 0,0132 10-5 Па.
Анализ явлений и расчет процесса нагрева сырья с учетом комплекса взаимосвязей изменения полей, влажности, размеров измельченных частиц представляет собой сложную задачу. Поэтому в работе ограничивались рассмотрением основных связей, а именно: влияние диэлектрических и теплофи-зических параметров сырья, напряженности электрического поля на скорость нагрева и удельную мощность генератора при частоте ЭМП 2450 МГц, для вычисления ожидаемой производительности установки.
На неравномерность нагрева сырья особенно влияет неравномерность распределения электрического поля в резонаторе, обусловленная его нестандартной конфигурацией, поэтому при примении керамического электроприводного диска этот недостаток исключается. Операционно-технологическая схема процесса переработки камеры желудка (книжки) приведена в табл. 1.
Технические характеристики установки приведены в табл. 2.
электротехнологии, электрооборудование) и энергоснабжение агропромышленного комплекса'
Таблица 1. Операционно-технологическая схема процесса переработки книжки желудка жвачных животных
Table 1. Operational and technological scheme of the processing process of the stomach book of ruminants
1. Прием очищенного и промытого сырья из убойного цеха (желудка жвачных животных) / Reception of purified and washed raw materials from the slaughterhouse (stomach of ruminants)
2. Отделение камер желудка (рубца, книжки, сетки, сычуга) / Separation of stomach chambers (scar, books, nets, abomasum)
3. Подготовка установки с источниками электрофизических факторов (мощность: генераторов — 3,3 кВт; электрогазоразрядные лампы — 200 Вт; электроприводы шредера — 0,5 кВт, диск — 0,5 кВт, спиральный шнек — 0,2 кВт; вытяжной вентилятор — 0,2 кВт; вентиляторы для охлаждения магнетронов — 75 Вт) / Preparation of the installation with sources of electro-physical factors (power: generators - 3.3 kW; electrogas discharge lamps - 200 W; electric drives of the shredder - 0.5 kW, disc - 0.5 kW, spiral auger - 0.2 kW; exhaust fan -0.2 kW; fans for cooling magnetrons - 75 W)
4. Загрузка сырья в загрузочную емкость при работе шредера с открытой задвижкой / Loading of raw materials into the loading container when the shredder is operating with an open valve
5. Загрузка измельченной книжки в объем резонатора через загрузочное окно за счет вытяжного вентилятора и витания сырья электроприводным диском / Loading of shredded material into the resonator volume through the loading window using an exhaust fan and screwing of the material with an electric drive disc
6. Включение: вентиляторов для охлаждения магнетронов; генераторов СВЧ и килогерцовой частоты для обеспечения ЭМПСВЧ бактерицидного потока и озона; электропривода спирального шнека / Translation: Activation: fans for cooling the magnetrons; generators of microwave and kilohertz frequency to provide an electromagnetic field of microwave bactericidal flow and ozone; electric drive of the spiral screw
7. Термообработка сырья при тонком измельчении книжки многократным ударом о подвижные и стационарные ножи и удаление поверхностной влаги через полый вал привода диска вытяжным вентилятором / Thermal treatment of the raw material during fine grinding of the book by repeated impact on moving and stationary knives, and removal of surface moisture through the hollow shaft of the disc drive by an exhaust fan
8. Перемещение высушенных частиц книжки спиральным шнеком к выгрузному окну, закрытому сеткой, размеры ячеек которой рассчитаны на размер высушенных частиц книжки. Контроль влажности, потребительских свойств высушенной книжки / Moving dried book particles with a spiral screw conveyor to a discharge window, closed with a grid, the cell sizes of which are calculated for the size of the dried book particles. Control of moisture, consumer properties of the dried book
Источник: составлено авторами в ходе исследования
Таблица 2. Технические характеристики установки с воздействующими электрофизическими факторами в четырехгранном коническом резонаторе
Table 2. Technical characteristics of the installation with affecting electrophysical factors in a tetrahedral conical resonator
Наименование / Name Параметр / Parameter
Производительность, кг/ч / Capacity, kg/h 37,6
Общая мощность установки, кВт / Total power of the installation, kW 5,61
Удельные энергетические затраты, кВт-ч/кг / Specific energy costs, kWh/kg 0,15
Мощность СВЧ-генераторов, кВт / Total power of the installation, kW 3,3
Мощность электрогазоразрядных ламп, кВт / 0,16 Power of electric and gas discharge lamps, kW
Мощность привода диска, кВт / Disk drive power, kW 0,5
Мощность спирального шнека, кВт / Power of the spiral screw, kW 0,2
Мощность шредера, кВт / Shredder power, kW 0,5
Мощность вентиляторов для охлаждения магнетронов, кВт / 0,75 Power of fans for cooling magnetrons, kW
Мощность вытяжного вентилятора, кВт / Exhaust fan power, kW 0,2 Источник: составлено авторами в ходе исследования
i electrical technologies, electrical equipment and power supply of the agro-industrial complex
Заключение
Предварительные эксперименты по исследованию динамики нагрева мелко измельченной книжки показывают, что в ЭМПСВЧ сырье при дозе воздействия 127,5 Вт с/г (0,0354 кВт-ч/кг) нагревается до 90 °С и частично высыхает. Теоретические расчеты показывают, что, если использовать три СВЧ-генератора общей мощностью по 3,3 кВт при мощности 0,57 Вт/г, установка производительностью 37,6 кг/ч сможет не только варить и обеззараживать, но и высушивать измельченную книжку, а также нейтрализовать неприятный запах. При этом доза воздействия составляет ЭМПСВЧ 0,0877 кВт-ч/кг, так как температура при сушке сырья достигает 110-120 °С. Удельные энергетические затраты на измельчение, термообработку, сушку, обеззараживание и нейтрализацию запаха составляют 0,15 кВт ч/кг. По сравнению с энергетически-
ми затратами базовой сушилки Я5-ФДБ, предназначенной только для сушки обезжиренной шквары (0,0623 кВт-ч/кг), энергетические затраты проектной установки выше, но без потребления газа 70 м3/ч.
Результаты моделирования показывают, что при размерах четырехгранного конического резонатора с объемом (0,0505 м3) и площадью поверхности (1,185 м2) собственная добротность составляет 50534, а напряженность электрического поля в средней части резонатора - 4-5 кВ/см. При такой напряженности ЭП следует ожидать: увеличение бактерицидного потока электрогазоразрядных ламп, усиление коронного разряда и концентрации озона. Далее частично обеззараженное сырье вторично подвергается комплексному воздействию озона и электрического поля более высокой напряженности (10 кВ/см).
Примечания:
1 Ивашов В. И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. Часть 1. Оборудование для убоя и первичной обработки. М. : Колос, 2001. 552 с.
2 Кошевой Е. П. Технологическое оборудование предприятий производства растительных масел. СПб. : ГИОРД, 2001. 368 с.
3 Пчельников Ю. Н., Свиридов В. Т. Электроника сверхвысоких частот. М. : Радио и связь, 1981. 96 с.
4 Электрофизические, оптические и акустические характеристики пищевых продуктов / Под ред. И. А. Рогова. М. : Легкая и пищевая промышленность, 1981. 288 с.
5 Стрекалов А. В., Стрекалов Ю. А. Электромагнитные поля и волны. М. : РИОР; ИНФРА-М, 2014. 375 с.
6 Нетушил А. В. Высокочастотный нагрев диэлектриков и полупроводников. М-Л. : государственное энергетическое издательство, 1959. 480 с.
7 Технологическое оборудование пищевых производств / Под ред. Б. М. Азарова. М. : Агропромиздат, 1988. 463 с.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Иванов А. С., Иванов В. А., Сидоренко Д. С., Оганезов Н. И., Рогожин К. В. Прорывные электроволновые технологии и оборудование для утилизации и обезвреживания отходов // Управление муниципальными отходами как важный фактор устойчивого развития мегаполиса. 2018. № 1. С. 103-110. EDN: SQZUAG.
2. Крапивницкая Т. К., Буланова С. А., Денисенко А. Н. и др. Система СВЧ переработки твердого органического сырья // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. 2021. № 3. С. 380-381. EDN: WWUUEA.
3. Смирнов С. В., Морозов Г. А., Морозов О. Г. и др. Разработка метода контроля параметров процесса микроволновой переработки отходов животноводства // Международный научно-исследовательский журнал. 2020. № 11-1 (101). С. 67-73. DOI: 10.23670/IRJ.2020.101.11.010.
4. Tuhvatullin M., Arkhangelsky Yu., Aipov R. S., Khasanov E. Innovations in designing microwave electro-technological units with hybrid chambers // Spanish Journal of Agricultural Research. 2023. V. 21. № 1. P. 0202. DOI 10.5424/sjar/2023211-19683. EDN OPLYBY.
5. Тухватуллин М. И. Конструкции гибридной СВЧ электротехнологической установки для обработки материалов в сельском хозяйстве // Российский электронный научный журнал. 2023. № 3 (49). С. 20-33. DOI 10.31563/2308-9644-2023-49-3-20-33. EDN MVCIAS.
6. Веденькин Д. А., Халиков А. З., Хабибуллин Р. Р. Модель конвейерного способа переработки веществ при помощи СВЧ-нагрева // Инженерный вестник Дона. 2018. № 2 (49). С. 50. EDN: YATERV.
XXXXXXXXXX электротехнологии, электрооборудование XXXXXXXXXX
XXXXXXX и энергоснабжение агропромышленного комплекса XXXXXXX
7. Смирнов С. В., Морозов Г. А., Морозов О. Г. и др. Разработка метода контроля параметров процесса микроволновой переработки отходов животноводства // Международный научно-исследовательский журнал. 2020. № 11-1(101). С. 67-73. DOI 10.23670/IRJ.2020.101.11.010. EDN HCTOBU.
8. Тухватуллин М. И. Обеспечение равномерной микроволновой обработки биологических субстратов в СВЧ электротехнологической установке // Российский электронный научный журнал. 2022. № 4 (46). С. 22-32. DOI 10.31563/2308-9644-2022-46-4-22-32. EDN JDZCHR.
9. Boshkova I., Volgusheva N., Potapov M. et al. Testing a microwave device for the treatment of plant materials by various technologies // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020. V. 2. No. 4. P. 64-71. DOI 10.15587/1729-4061.2020.199816. EDN HVTGOQ.
10. Рябченко В. Ю., Паслен В. В. Компьютерное моделирование объектов с помощью I II I CST Microwave Studio // Современные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникации. 2018. № 1. С. 139. EDN: QIKITH.
11. Анфиногентов В. И., Морозов Г. А., Морозов О. Г., Смирнов С. В. и др. Математическое моделирование и экспериментальное исследование процесса микроволновой сушки органических отходов // Вестник НЦБЖД. 2020. № 3 (45). С. 142-149. EDN: VUPJRQ.
12. Ермачкова В. В., Игнатенков М. М., Игнатьева О. А. Интенсификации технологического процесса сушки мясного сырья // Естественные и технические науки. 2020. № 7 (145). С. 158-160. EDN: WWMXCR.
13. Кабдин Н. Е., Андреев С. А. Обеспечение равномерности СВЧ-обработки сельскохозяйственных материалов в объемном резонаторе // Международный технико-экономический журнал. 2018. № 5. С. 42-49. EDN: YUZNUD.
14. Перфилова О. В. Изменение биологически активной ценности вторичного сырья в процессе СВЧ-нагрева // Вестник КрасГАУ. 2018. № 2 (137). С. 123-128. EDN: YWLUQR.
15. Фомин Д. Г., Дударев Н. В., Даровских С. Н., Баранов В. К. Исследование объемного полосково-щелевого перехода с П-образным щелевым резонатором // Ural Radio Engineering Journal. 2020. Т. 4. № 3. С. 277-292. DOI: 10.15826/urej.2020.4.3.002.
16. Давидович М. В., Кобец А. K., Саяпин К. А. Возбуждение прямоугольного резонатора через окна связи в конвейерной установке СВЧ-нагрева // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2022. Т. 25. № 4. С. 88-99. DOI: 10.18469/1810-3189.2022.25.4.88-99
17. Ершова И. Г., Поручиков Д. В. Схемные решения сверхвысокочастотных установок для вытопки жира // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2015. Т. 3. № 8-2 (19-2). С. 154-158. DOI: 10.12737/15504
18. Поручиков Д. В., Ершова И. Г. Органолептическая оценка качества обработанного в СВЧ установке мясного изделия // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2015. Т. 3. № 8-2 (19-2). С. 337-340. DOI: 10.12737/15551
19. Ершова И. Г., Поручиков Д. В. Сверхвысокочастотные установки для вытопки жира // Продовольственная безопасность и устойчивое развитие АПК. 2015. С. 595-600. EDN: WBVFIR.
20. Поручиков Д. В., Ершова И. Г. Термообработка мясного сырья в установке со сверхвысокочастотным энергоподводом // Universum: технические науки. 2014. № 5 (6). С. 4. EDN: SCWVCJ
Дата поступления статьи в редакцию 12.09.2023; одобрена после рецензирования 17.10.2023.
принята к публикации 20.10.2023.
Информация об авторах Г. В. Новикова - д.т.н., профессор, Spin-код: 3317-5336; С. А. Суслов - д.э.н., доцент, Spin-код: 4040-2965; О. В. Михайлова - д.т.н., профессор, Spin-код: 9437-0417; М. В. Просвирякова - д.т.н., доцент, Spin-код: 5642-4560.
¥¥¥¥¥¥¥¥¥ г/rrTPfr/if тргнмп!nizirs fi ргтшгл! рпшрмрмт^^^^^^^^^ё
electrical technologies, electrical equipment
xxxxxxxx and power supply of the agro-industrial complex xxxxxxxx_
Заявленный вклад авторов:
Новикова Г. В. - научное руководство, определение оптимальной конструкции установки, вычисление собственной добротности резонатора.
Суслов С. А. - работа над техническими характеристиками установки, вычисление удельных энергетических затрат.
Михайлова О. В. - построение цифровой модели установки; корректирование текста, формулировка заключения. Просвирякова М. В. - анализ существующих установок для термообработки и сушки слизистых субпродуктов.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
REFERENCES
1. Ivanov A. S., Ivanov V. A., Sidorenko D. S., Oganezov N. I., Rogozhin K. V. Proryvnye elektrovolnovye tekhnologii i oborudovanie dlya utilizacii i obezvrezhivaniya othodov [Breakthrough electro-wave technologies and equipment for waste disposal and neutralization], Upravlenie municipal'nymi othodami kak vazhnyj faktor ustojchivogo razvitiya megapolisa [Municipal waste management as an important factor in the sustainable development of a megalopolis], 2018, No. 1, pp. 103-110, EDN: SQZUAG.
2. Krapivnickaya T. K., Bulanova S. A., Denisenko A. N. i dr. Sistema SVCH pererabotki tverdogo organich-eskogo syr'ya [Microwave system for processing solid organic raw materials], SVCH-tekhnika i telekommunikacionnye tekhnologii [Microwave technology and telecommunication technologies], 2021, No. 3, pp. 380-381, EDN: WWUUEA.
3. Smirnov S. V., Morozov G. A., Morozov O. G. i dr. Razrabotka metoda kontrolya parametrov processa mikrovolnovoj pererabotki othodov zhivotnovodstva [Development of a method for controlling the parameters of the process of microwave processing of livestock waste], Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal [International Scientific Research Journal], 2020, No. 11-1 (101), pp. 67-73, DOI: 10.23670/IRJ.2020.101.11.010.
4. Tuhvatullin M., Arkhangelsky Yu., Aipov R. S., Khasanov E. Innovations in designing microwave electro-technological units with hybrid chambers, Spanish Journal of Agricultural Research, 2023, Vol. 21, No. 1, pp. 0202, DOI 10.5424/sjar/2023211-19683, EDN OPLYBY.
5. Tuhvatullin M. I. Konstrukcii gibridnoj SVCH elektrotekhnologicheskoj ustanovki dlya obrabotki materi-alov v sel'skom hozyajstve [Designs of a hybrid microwave electrotechnological installation for processing materials in agriculture], Rossijskij elektronnyj nauchnyj zhurnal [Russian electronic Scientific Journal], 2023, No. 3 (49), pp. 20-33, DOI 10.31563/2308-9644-2023-49-3-20-33, EDN MVCIAS.
6. Veden'kin D. A., Halikov A. Z., Habibullin R. R. Model' konvejernogo sposoba pererabotki veshchestv pri pomoshchi SVCH-nagreva [Model of a conveyor method for processing substances using microwave heating], Inzhe-nernyj vestnik Dona [Engineering Bulletin of the Don], 2018, No. 2 (49), pp. 50, EDN: YATERV.
7. Smirnov S. V., Morozov G. A., Morozov O. G. i dr. Razrabotka metoda kontrolya parametrov processa mikro-volnovoj pererabotki othodov zhivotnovodstva [Development of a method for controlling the parameters of the process of microwave processing of livestock waste], Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal [International Scientific Research Journal], 2020, No. 11-1 (101), pp. 67-73, DOI 10.23670/IRJ.2020.101.11.010, EDN HCTOBU.
8. Tuhvatullin M. I. Obespechenie ravnomernoj mikrovolnovoj obrabotki biologicheskih substratov v SVCH elektrotekhnologicheskoj ustanovke [Ensuring uniform microwave processing of biological substrates in a microwave electrotechnological installation], Rossijskij elektronnyj nauchnyj zhurnal [Russian Electronic Scientific Journal], 2022, No. 4 (46), pp. 22-32, DOI 10.31563/2308-9644-2022-46-4-22-32, EDN JDZCHR.
9. Boshkova I., Volgusheva N., Potapov M. et al. Testing a microwave device for the treatment of plant materials by various technologies, Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2020, Vol. 2, No. 4, pp. 64-71, DOI 10.15587/1729-4061.2020.199816, EDN HVTGOQ.
10. Ryabchenko V. Yu., Paslen V. V. Komp'yuternoe modelirovanie ob"ektov s pomoshch'yu PP CST Microwave Studio [Computer modeling of objects using PP CST Micro-wave Studio], Sovremennye problemy radioelektro-niki i telekommunikacii [Modern problems of radio electronics and telecommunications], 2018, No. 1, pp. 139, EDN: QIKITH.
11. Anfinogentov V. I., Morozov G. A., Morozov O. G., Smirnov S. V. i dr. Matematicheskoe modeliro-vanie i eksperimental'noe issledovanie processa mikrovolnovoj sushki organicheskih othodov [athematical modeling and ex-
XXXXXXXXXX электротехнологии, электрооборудование XXXXXXXXXX
XXXXXXX и энергоснабжение агропромышленного комплекса XXXXXXX
perimental investigation of the process of microwave drying of organic waste], Vestnik NCBZHD [Bulletin of the National Research and Development Center], 2020, No. 3 (45), pp. 142-149, EDN: VUPJRQ.
12. Ermachkova V. V., Ignatenkov M. M., Ignat'eva O. A. Intensifikacii tekhnologicheskogo processa sushki myasnogo syr'ya [Intensification of the technological process of drying meat raw materials], Estestvennye i tekhnich-eskie nauki [Natural and technical sciences], 2020, No. 7 (145), pp. 158-160, EDN: WWMXCR.
13. Kabdin N. E., Andreev S. A. Obespechenie ravnomernosti SVCH-obrabotki sel'skohozyajstvennyh materi-alov v ob"emnom rezonatore [Ensuring uniformity of microwave processing of agricultural materials in a volumetric resonator], Mezhdunarodnyj tekhniko-ekonomicheskij zhurnal [International Technical and Economic Journal], 2018, No. 5, pp. 42-49, EDN: YUZNUD.
14. Perfilova O. V. Izmenenie biologicheski aktivnoj cennosti vtorichnogo syr'ya v processe SVCH-nagreva [Change in the biologically active value of secondary raw materials in the microwave heating process], Vestnik KrasGAU [Bulletin KrasGAU], 2018, No. 2 (137), pp. 123-128, EDN: YWLUQR.
15. Fomin D. G., Dudarev N. V., Darovskih S. N., Baranov V. K. Issledovanie ob"emnogo poloskovo-shchelevogo perekhoda s P-obraznym shchelevym rezonatorom [Investigation of a volumetric strip-slit junction with a U-shaped slit resonator], Ural Radio Engineering Journal, 2020, Vol. 4, No. 3, pp. 277-292, DOI: 10.15826/urej.2020.4.3.002.
16. Davidovich M. V., Kobec A. K., Sayapin K. A. Vozbuzhdenie pryamougol'nogo rezonatora cherez okna svyazi v konvejernoj ustanovke SVCH-nagreva [Excitation of a rectangular resonator through the connection windows in a conveyor installation of microwave heating], Fizika volnovyh processov i radiotekhnicheskie sistemy [Physics of wave processes and radio engineering systems], 2022, Vol. 25, No. 4, pp. 88-99, DOI: 10.18469/1810-3189.2022.25.4.88-99
17. Ershova I. G., Poruchikov D. V. Skhemnye resheniya sverhvysokochastotnyh ustanovok dlya vytopki zhira [Circuit solutions of ultrahigh-frequency installations for heating fat], Aktual'nye napravleniya nauchnyh issledovanij XXI veka: teoriya i praktika [Current directions of scientific research of the XXI century: theory and practice], 2015, Vol. 3, No. 8-2 (19-2), pp. 154-158, DOI: 10.12737/15504
18. Poruchikov D. V., Ershova I. G. Organolepticheskaya ocenka kachestva obrabotannogo v SVCH ustanovke myasnogo izdeliya [Organoleptic assessment of the quality of meat products processed in a microwave installation], Aktual'nye napravleniya nauchnyh issledovanij XXI veka: teoriya i praktika [Current directions of scientific research of the XXI century: theory and practice], 2015, Vol. 3, No. 8-2 (19-2), pp. 337-340, DOI: 10.12737/15551
19. Ershova I. G., Poruchikov D. V. Sverhvysokochastotnye ustanovki dlya vytopki zhira [Ultrahigh-frequency installations for fat melting], Prodovol'stvennaya bezopasnost' i ustojchivoe razvitie APK [Food safety and sustainable development of agroindustrial complex], 2015, pp. 595-600, EDN: WBVFIR.
20. Poruchikov D. V., Ershova I. G. Termoobrabotka myasnogo syr'ya v ustanovke so sverhvysokochastotnym energopodvodom [Heat treatment of meat raw materials in an installation with an ultrahigh frequency power supply], Universum: tekhnicheskie nauki [Universum: technical sciences], 2014, No. 5 (6), pp. 4, EDN: SCWVCJ
The article was submitted 12.09.2023; approved after reviewing 17.10.2023; accepted for publication 20.10.2023.
Information about the authors: G. V. Novikova - Dr. Sci. (Engineering), Professor, Spin-code: 3317-5336; S. A. Suslov - Dr. Sci. (Economy), Associate Professor, Spin-code: 4040-2965; O. V. Mikhailova - Dr. Sci. (Engineering), Professor, Spin-code: 9437-0417; M. V. Prosviryakova - Dr. Sci. (Engineering), Associate Professor, Spin-code: 5642-4560.
The claimed contribution of the authors: G. V. Novikova - scientific guidance, determination of the optimal design of the installation, calculation of the resonator's own Q-factor.
Suslov S. A. - work on the technical characteristics of the installation, calculation of specific energy costs. Mikhailova O. V. - construction of a digital model of the installation; text correction, formulation of the conclusion. Prosviryakova M. V. - analysis of existing installations for heat treatment and drying of meat seizures.
The authors declare that there is no conflict of interest.
